Bazı İnorganik Yapılarda Katkılama ve Işınlama ile Oluşturulan Bozuklukların Epr ile İncelenmesi

Abstract

I BAZI İNORGANİK YAPILARDA KATKILAMA VE IŞINLAMA İLE OLUŞTURULAN BOZUKLUKLARIN EPR İLE İNCELENMESİ ÖZET Bu çalışma iki kısımdan meydana gelmektedir. Birinci kısım Cu2+ katkılandırılmış [Cd(sac)2(H20)4].2H20, [Cd(sac)2(HydEt-en)2] ve [Co(sac)2(H20)4].2H20 tek kristallerinin yanısıra, V02+ katkılandırılmış [Co(sac)2(H20)4].2H20 tek kristallerinin EPR incelemesini içermektedir. İkinci kısım ise y-1?1^311 ^e ışınlanmış [(CH3)4N]2CdCİ4 ve [(CH3)4N]InCİ4 tek kristallerinin EPR incelemesinden oluşmaktadır. Katkılama incelemelerinde, Cu2+ iyonu katkılandırılmış [Cd(sac)2(H20)4].2H20, ve [Cd(sac)2(HydEt-en)2] (HydEt-en = N-(2-hydroxyemyl)-emylenediarnine) tek ve toz kristalleri oda sıcaklığında incelendi. Bu spekttumlann aynntılı bir şekilde incelenmesiyle bu yapılarda Cd2+ nın yerini Cu2+ nın aldığı belirlenmiştir. [Cd(sac)2(H20)4].2H20 kompleksi Cu2+ iyonuna ait iki site gösterirken [Cd(sac)2(HydEt-en)2] kompleksinde tek site gözlenmiştir. İki bileşikte de Cu2+ iyonu için g ve aşın ince yapı tensö0rlerinin esas eksen değerleri elde edilmiştir. Her iki bileşikte Cu2+ iyonunun çoğunlukla 3 d 2 _ 2 yörüngesinde olabileceği bulundu ve taban durumu dalgafonksiyonları oluşturulmuştur. Cu2+ iyonu katkılandırılmış [Co(sac)2(H20)4].2H20 kompleksinin de toz ve tek kristallerinin EPR spektrumları, oda sıcaklığında birbirine dik üç düzlemde (a*c, a*b ve be) incelenmiştir. Spektrumların açısal değişimi Cu2+ iyonunun örgüde Co2+ nin yerine girdiğini göstermiştir. Bu EPR analizinden g ve A nın esas eksen değerleri, kovalentlik parametresi (a'2), karışma katsayıları (a ve p) ve Fermi-temas terimi (K) elde edilmiştir. Kovalentlik parametresi ve karışma katsayılarını kullanarak Cu2+ iyonunun taban durumu dalgafonksiyonu oluşturulmuştur. Bu örgülerde Cu2+ iyonunun rombik simetride olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca V02+ iyonunun, [Co(sac)2(H20)4].2H20 tek kristal yapısında, ayrıntılı oda sıcaklığı X-band elektron paramanyetik rezonans incelemesi yapılmıştır. Bu yapıda V02+ iyonunun iki değerlikli Co2+ iyonunun yerini aldığı ve Co=Os bağı boyunca yöneldiği belirlenmiştir. EPR spektrumlarının a*c, a*b ve be düzlemlerindeki açısaln değişimi, farklı nüfuslu V=0 yönelimlerinin g ve A esas eksen değerleri ve yön kosinüslerini belirlemek için kullanılmıştır. Bu örneğin EPR verileri birim hücrede manyetik olarak eşdeğer olmayan, fakat kimyasal olarak eşdeğer iki tane V02+ yerinin bulunduğunu ve bunların da her birinin iki tane manyetik olarak eşdeğer olamayan V02+ iyonundan meydana geldiğini göstermiştir. Spin-Hamiltonien parametrelerinden Fermi temas terimi ve bağ katsayısı hesaplanmıştır. Bu sonuçlar, V02+ iyonunun bu örgüde tetragonal simetride bulunduğunu göstermiştir. Tezin ikinci kısmında, [(CH3)4N]2CdCİ4 and [(CH3)4N]InCİ4 moleküllerinin tek kristalleri y-ışınları ile ışınlanmış ve ayrıntılı EPR incelemesi yapılmıştır. EPR analizinden, bu moleküllerde oluşturulan bozukluklar (CH3)3N+ radikaline atfedildi. [(CH3)4N]2CdCU molekülünde gözlenen trimetil amin radikali diğer ortamlardan farklı olarak izotropik bulunmuştur. Anahtar kelimeler: EPR, sakkarin kompleksleri, Cu2+ ve V02+ iyonları, serbest radikaller.m AN EPR INVESTIGATION OF DEFECTS» IN SOME ANORGANIC STRUCTURES FORMED BY IRRADIATION AND DOPING ABSTRACT This work consists of two parts. The first part is devoted to doped studies of Cu2+ ions in [Cd(sac)2(H20)4].2H20, [Cd(sac)2(HydEt-en)2] and [Co(sac)2(H20)4].2H20 single crystals as well as VO+2 ions in [Co(sac)2(H20)4].2H20 single crystals, while the second part is the EPR studies of y-irradiated [(CH3)4N]2CdCİ4 and [(CH3)4N]InCİ4 single crystals. ; In the doped studies, the EPR spectra of Cu2+ in [Cd(sac)2(H20)4].2H20 and [Cd(sac)2(HydEt-en)2] (HydEt-en = N-(2-hydroxyethyl)-ethylenediamine) single and powder crystals were examined at room temperature. Detailed study of the spectra of the compounds indicate the replacement of Cd+2 in the host compounds with Cu2+. The EPR spectra of [Cd(sac)2(H20)4].2H20 shows the presence of two sites for Cu2+ whereas it is observed a single site for [Cd(sac)2(HydEt-en)2] single crystals. The principal values for the g and the hyperfine tensors for Cu2+ in two compounds were obtained. In the two compounds the Cu2+ ion was found to be mostly in 3 dx2 2 orbital and the ground state wavefunctions were constructed. The EPR spectra of Cu2+ in [Co(sac)2(H20)4].2H20 single and powder crystals have been studied at room temperature in three (a*c, a*b and be) planes. The angular variation of the spectra showed that the Cu2+ ion enters the Co2+ site in the lattice. Principal g and A values, covalency parameter (a'2), mixing coefficients (a and p) and Fermi-contact term (K) have been evaluated from the EPR analysis. The ground state wavefunction of Cu2+ ion has been constructed using the covalency parameter and mixing coefficients. Cu2+ ions in these lattices were found to be in rhombic symmetry. The detailed X-band electron paramagnetic resonance (EPR) studies of the V02+ ion have been carried out in the single crystals of [Co(sac)2(H20)4].2H20 at room temperature. The V02+ ions were found to substitute the divalent cobalt site and fixed orientations along Co=Ow bond directions. The angular variation of the EPR spectra in the a*c, a*b and be planes were used to determine the principal g and A values andIV their direction cosines for the V=0 orientations with different populations. For the sample the EPR data indicated the presence of two magnetically inequivalent, but chemically equivalent, V02+ sites in the unit cell, each consisting of two magnetically inequivalent V02+ ions. The Fermi contact term and bond coefficients were evaluated from the spin-Hamiltonian parameters. The results indicate a tetragonal site symmetry for V02+ ions in this lattice. In the second part of the thesis, the single crystals of [(CH3)4N]2CdCİ4 and [(CH3)4N]InCİ4 molecules were irradiated by y-radiation. Detailed study of the EPR spectra of the compounds was carried out at room temperature. From EPR analysis, the defects occured in these compounds were attributed to (CHa^N* radical (three methyl amine radical). The radical observed in the [(CH3)4N]2CdCU compound was isotropic and found to be diffrent from the other compounds. Key words: EPR, saccharin complexes, Cu2+ and V02+ ions, free radicals.